AC-transport in p- SiGe / Ge / SiGe
19
AC-transport in p-SiGe/Ge/SiGe I.L.Drichko, V.A.Malysh, I.Yu.Smirnov, L.E.Golub, I.L.Drichko, V.A.Malysh, I.Yu.Smirnov, L.E.Golub, S.A.Tarasenko, A.V.Suslov, O.A.Mironov, M.Kummer, S.A.Tarasenko, A.V.Suslov, O.A.Mironov, M.Kummer, H.von Känel H.von Känel
description
AC-transport in p- SiGe / Ge / SiGe. I.L.Drichko , V.A.Malysh , I.Yu.Smirnov , L.E.Golub , S.A.Tarasenko , A.V.Suslov , O.A.Mironov , M.Kummer , H.von Känel. - PowerPoint PPT Presentation
Transcript of AC-transport in p- SiGe / Ge / SiGe
AC-transport in p-SiGe/Ge/SiGe
I.L.Drichko, V.A.Malysh, I.Yu.Smirnov, L.E.Golub, I.L.Drichko, V.A.Malysh, I.Yu.Smirnov, L.E.Golub, S.A.Tarasenko, A.V.Suslov, O.A.Mironov, M.Kummer, S.A.Tarasenko, A.V.Suslov, O.A.Mironov, M.Kummer,
H.von Känel H.von Känel
The p-SiGe/Ge/SiGe structure was grown by low-energy plasma–enhanced chemical vapor deposition (LEPECVD) [1] on a Si substrate. p=61011 см-2 and 6104 см2/Вс (4.2 К).
EF=14 meV << ∆ELL-HH
[1] C. Rosenblad, H.R. Deller, A. Dommann, T. Meyer, P. Schroeter, and H. von Känel, J. Vac. Sci. Technol. A 16, 2785 (1998)
The properties of the two-dimensional hole gas are studied by a contactless acoustoelectonic method
The dependences of и v/v оn magnetic field at temperatures (0.3-1.6) К, f=30 МГц.
The dependences of 1 оn magnetic field at different temperatures (0.3-5.8) К, f=30МГц.
T
0 5 10 15 2010-8
10-7
10-6
10-5
10-4
10-3
12
8 5.8 K 4 K 3 K 2.5 K 1.9 K 1.8 K 1.6 K 1.4 K 1.2 K 1.1 K 0.9 K 0.7 K 0.5 K 0.3 K
1 (-1
)
B (T)
=234
5
6
7
Te
mp
era
ure
In
cre
ase
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
10-8
10-7
10-6
10-5
10-4
10-3
1
2
(-1)
B (T)
=3
4
56
7=2
The dependences of 1 and 2 on magnetic field ; Т=0.3 К, f=30 MHz
The dependences of 1 and 2 on temperature for а) =4, b) =5, с)
=6, d) =7
The dependences of 1 in minimum of oscillations on magnetic field at temperatures: 0.3, 0.7, 1.1 и 1.6 К
1 2 3 4 5 6 7
10-7
10-6
10-5
10-4
10-3
DC hf
DC,
1 (-1
)
B (T)
= 45678
1012
Comparison of (DC) conductivity and (hf)-conductivity 1 from acoustic methods
.I. L. Drichko, A.M. Diakonov, E.V. Lebedeva, I. Yu. Smirnov, A.V. Suslov, O.A. Mironov, М. Kummer, H. von Känel, J. Appl. Phys. 106, 094305 (2009
0 1 2 3 4 5
-18
-17
-16
-15
-14
-13
-12
-11
ln 1
1/T (K-1)
2 4 6 80.0
0.5
1.0
E (m
eV)
B (T)
0 2 4 6 8 10 12 14
5
10
15
g
F (meV)
1 exp[-Е/2kBT],
Е = g µВB.
g4.50.3.
The dependence of ln 1 on1/T. Inset 1: the dependence of Е on magnetic field В. Inset 2: the dependence of g-
factor on Fermi energy F
5. Ю.Г. Арапов, В.Н.Неверов, Г.И.Харус , Н.Г.Шелушинина, М.В.Якунин, О.А.Кузнецов, Л.Пономаренко, А де Виссер , ФНТ, 30, 1157 (2004)
6. А.В.Черненко, Н.Г.Калугин, О.А.Кузнецов, ЖЭТФ,114, 619 (1998)
A. V. Nenashev, A. V. Dvurechenskii, and A. F. Zinovieva, Phys. Rev B 67, 205301 (2003).
The dependences of and V/V on magnetic field at different tilt angles, 30 MHz, 0.3 K
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
0
1
2
3
4
5
6
V/V
(10
-3 )
B (T)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
0
2
4
6
8
10
Angle ()
0 21.5 30.5 33.5 36.5 39.5 42.5 45.5 48.5 51 54 57 60 62.5 65.5 68.5 71.2 74.2 76.8 79.6 82.6
(dB
/cm
)
900
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 2010-9
10-8
10-7
10-6
10-5
10-4
2
(deg) 72 71.2 65.5 62.6 57 54 51 48.5 45.5 42.5 36.5 33.5 30.5 21.5 0
82.6 80.7 79.7 79.6 78.7 78 77.3 77.2 76.8 75.6 74.1 73.7 73.3 73 72.4
1 (-1
)
B (T)
Tilt
an
gle
in
cre
ase
3
5
4
7
12
10
6
8
The dependence of 1 on B for different tilt angles =(082)0; f=30 MHz, T=0.3 K
0g * cosg g * cossp B tot tot BE g B g B g B
/ *orb cE eB m c
if
,
2 2 2 2* cos sing g g
а) The dependence of 1 on Btot at different tilt angle for =2, 3 и 4;
b) the dependence of 1 on Bz for different : 00, 540,570, 620, 680, 740,
750, 780; for 5, Т=0.3 К, f=30 MГц
Зависимость ln[ 1()/(0)] от Bz3 *tan2()
for=12, 14, 16 and 18
20 0
( ) (0) cc c
m mB
m B m
0 50 100 150-1
0
1
2
3
=18 =16 =14 =12
ln[
]
BZ
3tan2 (T3)
3 21 1
0
ln[ ( ) / (0)] tan ( )2
cz
B
eB
m ck T
3 2(8.5 0.5) 10 1/c T
T. Ando, A.B. Fowler, and F. Stern, Rev. Mod. Phys. 54,437 (1982).
V.S. Khrapai, E.V. Deviatov, A.A. Shashkin, V.T. Dolgopolov,Proc. NGS 10 IPAP Conf. Series 2, 105 (2001).V.E. Kozlov, S.I. Gubarev, I.V. Kukushkin, JETP Letters 94, 397 (2011) [Pis'ma v Zh. Eksp. Teor. Fiz. 94, 429 (2011)] A.T. Hatke, M.A. Zudov, L.N. Pfeier, K.W. West, Phys.Rev. B 85, 241305(R) (2012).
,
0 500 1000
0
1
2
3
B3tan2, T3
=7 =5
ln
a b
The dependence of ln[()/0] on
B||2Bz=Вz
3tan2;
2 3 2|| tanz zB B B
-2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 180.8
0.9
1.0
(g(0
)- s*B
II2)/g
(0)
BII, T
3 2(2.4 0.2) 10 1/Ts 20 || 0(| | ) , g gs B zE g B B
The dependence of (g0-sBII2)/g0 от ВII for
two filling factors: =5,7
3 2ln tan(0) 2
Bs z
B
Bk T
Calculation of s in the framework of Luttinger Hamiltonian
The dependences of c and s on the QW width for a strained (=100 meV, solid curves) and strain-free (=0, dashed curves) Ge quantum
well for =13 and 1 =5
X
X
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
С помощью акустической бесконтактной методики в структуре p-GeSi/Ge/GeSi с одиночной напряженной квантовой ямой Ge проведены измерения поглощения и изменения скорости ПАВ в области температур( 0.3- 5.8) К и магнитных полях до 18 Т и определена высокочастотная проводимость при f=30 МГц
В режиме осцилляций Шубникова-де Гааза газа были определены основные параметры дырочного газа бесконтактным образом.
В режиме квантового эффекта Холла. При Т < 1K высокочастотная проводимость в минимумах осцилляций является прыжковой и может быть описана 2-х узельной моделью.
В области температур , в которой АС-проводимость имеет активационный характер, определен g-фактор
Акустические эффекты были также измерены при Т = 0.3 К в наклонном магнитном поле. Показано, что увеличение проводимости в минимумах осцилляций при увеличении определяется уменьшением g-фактора и увеличением циклотронной эффективной массы при росте продольной составляющей магнитного поля
Часть работы выполнялась в лаборатории сильных магнитных полей в Таллахасси (США)
